Vad är tröghetsmottagande fusion?
Inertial confinement fusion (ICF) är en metod för att uppnå kärnfusion genom att snabbt komprimera och värma ett material. Denna process utförs vanligtvis med högdrivna lasrar, som alla är inriktade på en liten pellet för att snabbt värma upp den. Den intensiva uppvärmningen förångar materialet inuti pelleten och skapar en chockvåg som är varm och tät nog för att få materialet att smälta samman. Trots att tröghetsfångstfusion ännu inte har producerat mer användbar energi än den förbrukar, pågår fortfarande forskning om hur man bygger en kommersiellt hållbar kraftkälla.
De grundläggande beståndsdelarna i en tröghetsfusionspellets är deuterium och tritium, båda väteisotoper. Fusionsreaktionen mellan deuterium och tritium är mycket lättare att uppnå än någon annan reaktion, och därför är en kraftproducerande deuterium / tritiumreaktor det primära målet för modern fusionsforskning. Dessa pellets är väldigt små, väger mycket mindre än ett gram och införs en i taget i den tröghet-inneslutande fusionsreaktorn.
När pelleten har laddats används mycket stora lasrar för att snabbt värma upp pelleten till fusionstemperatur vid miljoner grader Fahrenheit (Celsius). Den snabba uppvärmningen av det yttre lagret på pelleten får den att förångas och snabbt expanderar, vilket sätter tryck på pellets inre. Om lasrarna tillhandahåller tillräckligt med energi kommer pellets inre att komprimeras tillräckligt snabbt för att inducera kärnfusion, vilket i sin tur gör pelleten varmare. Detta tillstånd kallas "tändning", och det är målet för de flesta moderna inertiella fängelseexperiment.
Den primära svårigheten med tröghetsinfångning är att leverera tillräckligt med kraft till pelleten för att värma den till fusionstemperatur innan pelleten sprids ut i rymden. För att producera kraft från fusion måste reaktionen överstiga ett värde som kallas Lawson-kriteriet, vilket ger den minsta inneslutningstid som krävs för en given volym bränsle. Detta kräver att många megajoule energi passeras genom lasersystemet inom några frågor om mikrosekunder; att göra detta pålitligt, utan att konsumera för mycket kraft, är en enorm teknisk utmaning. Ett nytt tillvägagångssätt till inneslutningsproblemet som kallas "snabb tändning" har föreslagits, där en enda snabb laserskur tänder pelleten efter att den redan har komprimerats. Även om denna metod ser lovande ut i teorin har den ännu inte framgångsrikt testats.